Le calculateur de lignes de transmission de QucsStudio est un outil très pratique pour calculer l’impédance caractéristique des lignes de transmission dans la conception de circuits électroniques. Cet article explique comment calculer l’impédance caractéristique d’une ligne microstrip en utilisant des valeurs réelles.
Étape 1 : Démarrer QucsStudio et choisir l’outil
Tout d’abord, lancez QucsStudio et sélectionnez « Line calculation » dans le menu « Tools » de la barre d’outils.
Étape 2 : Entrée des données de la ligne microstrip
Pour calculer l’impédance caractéristique de la ligne microstrip, entrez les données suivantes :
- Permittivité (εr) : Dans cet exemple, la permittivité du FR4 est de
4.5. - Tangente de perte (tanδ) : Si vous ne prenez pas en compte les pertes dues au diélectrique, mettez
0. - Résistivité : Ici,
0.0001(résistivité du cuivre). - Perméabilité magnétique (μr) : Pour le cuivre, utilisez
0.999994. - Rugosité de surface du conducteur : Pour cet exemple, 0,1 μm.
- Épaisseur du conducteur : 20 μm.
- Hauteur du conducteur : 500 μm.
Après avoir saisi ces valeurs, définissez les dimensions suivantes.
Étape 3 : Entrée des dimensions
Entrez les dimensions du motif PCB que vous souhaitez simuler. Voici les valeurs utilisées pour cet exemple :
- Largeur :
1,0 mm - Longueur :
100 mm
Étape 4 : Vérification des résultats
Sur la base des données saisies, QucsStudio affiche instantanément les résultats du calcul de l’impédance caractéristique. Pour cet exemple, le résultat est 47,5176 Ω.
Étape 5 : Utilisation des résultats du calcul
Les résultats du calcul peuvent être copiés en cliquant sur « Copy Component to Clipboard », et vous pouvez les utiliser dans votre simulation de circuit.
En supplément
Les types de lignes de transmission que vous pouvez concevoir avec le calculateur de lignes de transmission sont les suivants :
Types de lignes de transmission et leurs caractéristiques
- Microstrip Line (Ligne microstrip)
- Caractéristiques : Structure composée d’un conducteur sur un substrat diélectrique avec une face exposée à l’air. Convient aux applications à haute fréquence et est relativement facile à concevoir.
- Stripline (Ligne en ruban)
- Caractéristiques : Conducteur encastré dans un substrat diélectrique. Offre une meilleure protection contre les interférences électromagnétiques extérieures.
- Coplanar Waveguide (Guide d’ondes coplanaire)
- Caractéristiques : Conducteur central entouré de plans de masse sur la même face du substrat. Offre de faibles pertes, idéal pour les applications à haute fréquence.
- Coplanar Waveguide with Backside (Guide d’ondes coplanaire avec face arrière)
- Caractéristiques : Ajoute un plan de masse sur la face arrière, offrant une meilleure isolation électromagnétique.
- Slotline (Ligne à fente)
- Caractéristiques : Une fine fente dans un plan conducteur, ouverte à une extrémité. Offre des propriétés de transmission asymétriques.
- Coaxial Cable (Câble coaxial)
- Caractéristiques : Conducteur interne entouré d’un conducteur externe (blindage) séparés par un diélectrique. Offre des performances stables et une large bande passante.
- Twisted Pair Cable (Câble à paire torsadée)
- Caractéristiques : Deux fils de cuivre torsadés. Résistant aux interférences électromagnétiques et largement utilisé pour les communications.
- Rectangular Waveguide (Guide d’ondes rectangulaire)
- Caractéristiques : Guide d’ondes avec une section rectangulaire. Ne transmet que certaines fréquences et est principalement utilisé dans les micro-ondes.
- Coupled Microstrip Line (Ligne microstrip couplée)
- Caractéristiques : Plusieurs lignes microstrip interagissant les unes avec les autres. Utilisé dans les filtres et les transformateurs d’impédance.
- Coupled Strip Line (Ligne en ruban couplée)
- Caractéristiques : Lignes en ruban proches l’une de l’autre. Utilisées pour des filtres et des coupleurs grâce à leurs caractéristiques de couplage.
- Coupled Coplanar Waveguide (Guide d’ondes coplanaire couplé)
- Caractéristiques : Plusieurs guides d’ondes coplanaires interagissant entre eux. Convient aux dispositifs utilisant les effets de couplage.
- Coupled Coplanar Waveguide with Backside (Guide d’ondes coplanaire couplé avec face arrière)
- Caractéristiques : Ajoute un plan de masse arrière à un guide d’ondes coplanaire couplé. Offre une meilleure isolation électromagnétique et des caractéristiques de couplage accrues.
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